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遥感科学的内涵与基础性问题
1
作者 张兵 柳钦火 +10 位作者 李晓明 刘良云 杨必胜 胡斯勒图 高连如 张文娟 张浩 卞尊健 齐梦佳 陈驰 尚华哲 《遥感学报》 北大核心 2025年第1期1-48,共48页
自20世纪60年代以来,遥感科学与技术一直是世界大国竞相发展的高科技领域,已成为人类开展地球系统科学研究和多领域空间信息综合应用的核心技术手段。近年来,以深度学习为代表的人工智能技术引发了数据驱动的遥感数据分析与应用新范式... 自20世纪60年代以来,遥感科学与技术一直是世界大国竞相发展的高科技领域,已成为人类开展地球系统科学研究和多领域空间信息综合应用的核心技术手段。近年来,以深度学习为代表的人工智能技术引发了数据驱动的遥感数据分析与应用新范式的变革,“遥感科学与技术”也正式成为中国研究生教育交叉门类一级学科。在此背景下,深入探讨遥感科学的内涵与基础性问题尤为重要。本文从遥感科学的物理基础出发,即地物与电磁波相互作用并在特定条件下形成遥感电磁波谱图像,将遥感科学的基本理论问题归纳为辐射、光谱、时相3大特性和尺度、大气、角度、邻近、传递5大效应,前者是由于地物自身理化学特点在电磁波谱上表现出的固有特征,而后者是在成像尺度、大气条件、观测角度、背景环境、遥感器成像机制等不同观测模式与条件下形成的地物遥感特征表达及其变化规律。上述对遥感科学的内涵与基础性问题的梳理与讨论,有助于在人工智能蓬勃发展的大背景下深化和促进遥感科学基础理论研究,进一步推进遥感信息获取、处理与应用技术的创新发展,持续推动遥感与其他学科领域的深度交叉融合。 展开更多
关键词 遥感科学 地物电磁波谱 辐射传输 尺度效应 角度效应 反射辐射 发射辐射 激光雷达 合成 孔径雷达
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光学遥感三维计算机模拟模型的研究进展与应用 被引量：8
2
作者 卞尊健 漆建波 +9 位作者 吴胜标 王雨生 刘守阳 徐保东 杜永明 曹彪 历华 黄华国 肖青 柳钦火 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期559-576,共18页
三维计算机模拟模型是遥感辐射传输机理研究的重要内容,在复杂地表正向模拟和遥感反演中扮演着重要角色。经过最近20年的发展,三维计算机建模研究取得了显著进展,在地表辐射传输过程分析、模型和算法的验证及遥感反演等方面应用广泛。... 三维计算机模拟模型是遥感辐射传输机理研究的重要内容,在复杂地表正向模拟和遥感反演中扮演着重要角色。经过最近20年的发展,三维计算机建模研究取得了显著进展,在地表辐射传输过程分析、模型和算法的验证及遥感反演等方面应用广泛。为了更加充分理解三维计算机模拟模型的发展和模型间的差异,及探讨如何将其更好的应用于生活、生产,本文对三维计算机模拟模型在光学遥感的研究进行了综述。本文从模型的原理、应用和发展趋势3个方面展开了论述。首先,简要介绍了光线追踪方法和辐射度方法的原理及现有的模型;然后,对三维计算机模拟模型在遥感的主要应用进行了总结;最后,对模型未来的发展趋势展开了讨论,从运行效率、模拟精度和功能集成等方面存在的问题和需求出发,分析了三维计算机模拟模型发展和遥感应用的趋势。随着复杂地表遥感建模研究的深入,计算机技术的发展和多源遥感数据特别是高时空分辨率数据的应用,三维计算机模拟模型将在遥感理论研究和应用发挥更加重要的作用。 展开更多
关键词 三维计算机模拟模型 光学遥感 光线追踪 通量追踪 辐射度
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关于遥感实验场数字孪生体构建的思考 被引量：2
3
作者 肖青 黄华国 +10 位作者 卞尊健 漆建波 杜永明 李嘉昕 闻建光 谢东辉 柏军华 曹彪 宫宝昌 周翔 柳钦火 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期584-598,共15页
遥感机理模型构建、地表参数反演、遥感产品生产以及真实性检验等均离不开完备的地面先验知识支持,然而目前实验观测、模型模拟等均难以满足观测的完备性需求。目前,基于遥感实验场的数字孪生体生成遥感先验知识以支持遥感基础研究的思... 遥感机理模型构建、地表参数反演、遥感产品生产以及真实性检验等均离不开完备的地面先验知识支持,然而目前实验观测、模型模拟等均难以满足观测的完备性需求。目前,基于遥感实验场的数字孪生体生成遥感先验知识以支持遥感基础研究的思路逐渐成熟:突破物理遥感实验场的协同观测技术瓶颈,实现场景三维结构的数字重建;耦合辐射传输、能量平衡和植物生长模型,实现遥感实验场模拟的动态演进;基于物理遥感实验场数字孪生体驱动和约束地表观测数据,通过同化观测与模拟数据反馈优化机理模型,生成精度高、时间连续的完备观测数据集作为先验知识,以支撑遥感机理模型、遥感反演方法和真实性检验等研究。遥感实验场数字孪生体构建方法有望成为小尺度地球系统数字孪生体构建理论的雏形,进而推动地球科学各个学科全面、协同发展。 展开更多
关键词 遥感实验场 辐射传输 计算机模拟 数据同化 数字孪生 完备数据集
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热红外核驱动模型在垄行植被热辐射方向性特征拟合中的精度分析 被引量：2
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作者 曹彪 杜永明 +8 位作者 卞尊健 董亚冬 赵峰 胡添 冉雪婷 秦伯雄 历华 肖青 柳钦火 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1710-1721,共12页
垄行种植是果园及农作物的常见种植结构,其冠层比连续和离散植被冠层具有更强的热辐射各向异性,开展垄行植被冠层的热辐射方向性校正对干旱监测等应用具有重要意义。热红外核驱动模型是热辐射方向性校正的基础,但现有核驱动模型在垄行... 垄行种植是果园及农作物的常见种植结构,其冠层比连续和离散植被冠层具有更强的热辐射各向异性,开展垄行植被冠层的热辐射方向性校正对干旱监测等应用具有重要意义。热红外核驱动模型是热辐射方向性校正的基础,但现有核驱动模型在垄行植被冠层中的拟合精度未被讨论过。本文以在法国波尔多获取的两组不同朝向葡萄园冠层航空实测方向性特征为基础,对比分析了现有8个模型的拟合精度(含隶属可见光近红外核驱动建模扩展框架的Ross-Li、LSF-Li模型及隶属热红外核驱动建模通用框架的Vinnikov、RL、Vinnikov-RL、Vinnikov-Chen、LSF-RL、LSF-Chen模型),结果表明现有模型均无法拟合出垄行植被的行效应特征,精度整体较低(RMSE高达2 K,R2低于0.7)且各个模型之间的拟合能力差异小,现有热红外核驱动模型均不适用于垄行植被冠层,有待在核驱动建模通用框架下发展可刻画垄行特征的新核。 展开更多
关键词 遥感 地表温度 热辐射方向性 核驱动模型 垄行植被
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地物波谱数据库应用方法及遥感应用现状 被引量：12
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作者 程娟 肖青 +6 位作者 闻建光 唐勇 游冬琴 卞尊健 吴胜标 郝大磊 钟守熠 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期267-286,共20页
地物波谱数据库在遥感信息提取中具有重要的应用价值,本文归纳和总结了常用的国内外通用型地物波谱数据库与专业型地物波谱数据库的发展现状。在对有关波谱库遥感应用文献进行计量分析的基础上,综述了地物波谱数据库遥感应用的四种主要... 地物波谱数据库在遥感信息提取中具有重要的应用价值,本文归纳和总结了常用的国内外通用型地物波谱数据库与专业型地物波谱数据库的发展现状。在对有关波谱库遥感应用文献进行计量分析的基础上,综述了地物波谱数据库遥感应用的四种主要方法波谱特征分析、光谱匹配识别、混合像元分解以及参数提取建模,阐述了地物波谱数据库在地物分类、目标识别及参数反演中的应用。从当前所处的遥感"大数据"时代背景出发,亦对地物波谱数据库的建设趋势与应用潜力进行了展望。 展开更多
关键词 遥感 波谱 数据库 分类 识别 反演
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Sentinel-3卫星双角度热红外数据的流域尺度地表蒸散发估算与验证 被引量：2
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作者 薛可嘉 何苗 +3 位作者 卞尊健 宋立生 徐艳豪 蒋浩 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1683-1699,共17页
双层能量平衡模型TSEB(Two Source Energy Balance)常用于地表蒸散发的估算研究,对于干旱半干旱流域的水资源调控以及利用有着十分重要的意义。本文在流域尺度上分别利用Sentinel-3双角度观测热红外和近红外数据反演的地表温度LST(Land ... 双层能量平衡模型TSEB(Two Source Energy Balance)常用于地表蒸散发的估算研究,对于干旱半干旱流域的水资源调控以及利用有着十分重要的意义。本文在流域尺度上分别利用Sentinel-3双角度观测热红外和近红外数据反演的地表温度LST(Land Surfacer Temperature)和地表组分温度LSCT(Land Surface Component Temperatures)分别驱动TSEB模型,估算了黑河流域不同土地覆盖类型下的瞬时地表通量,并利用流域内上、中、下游通量塔地面观测数据验证了两种模型估算的地表通量。结果表明:两种模型都在一定程度上高估了净辐射和潜热通量,在植被稀疏的高寒草甸以及河岸林土地覆被类型下,TSEB-PT模型表现更好,随着植被覆盖度的上升,TSEB-2T模型的优势更加明显。研究结果为黑河流域水资源合理利用提供一定的保障以及为水资源管理者提供流域尺度上更加准确的植被水分利用的估计值,并且为后期模型的优化提供了理论基础。 展开更多
关键词 陆表温度(TSEB-PT) 组分温度(TSEB-2T) 地表通量 真实性检验
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